自走式玉米叶监控标记装置的制作方法

1.本发明涉及玉米生长研究技术领域，具体地说是一种自走式玉米叶监控标记装置。


背景技术：

2.为了准确判断玉米的生长阶段，科研人员通常需要数展开叶。一般情况下，将第6片展开叶作为展开叶叶位的重要依据，因为从第6片展开叶开始，叶片表面开始有毛出现，第5片展开叶及以前叶片并没有毛出现。随着植株的不断生长，下部展开叶会逐渐枯萎并脱落，如果第6片展开叶也已脱落或枯萎，此时将无法准确判断玉米展开叶时期。标记6叶或以上展开叶，是准确判断玉米生育阶段的重要步骤。目前科研人员大都是对第6叶展开叶进行的标记。在玉米的第六片叶子上做标记，目前是通过人力在每一株玉米的第六片叶子上喷漆或者挂标签，这种方式费时费力。而且，大多数情况下在科研人员对植株叶片进行标记时，第5片展开叶已脱落或枯萎，无法判断下一片展开叶是否为第6片展开叶，，导致人员在喷漆或者挂标签的时候，存在标记位置出错的问题，影响了后续实验。
3.中国专利201320836035.x提供了一种玉米长势监测装置，虽然也提供了摄像头，但是只能实现大范围的观察，无法精确到每一株玉米的生长情况，更无法向使用人员实时汇报。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自走式玉米叶监控标记装置，用于实现对玉米叶的准确监控和标记。
5.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：自走式玉米叶监控标记装置，其特征是，它包括：
6.第一、第二固定杆，第一、第二固定杆固定在田间，在第一、第二固定杆之间设有拉直的钢丝绳，钢丝绳布置方向与玉米种植行平行；在第一固定杆的顶部设有太阳能电板组件；
7.监控主机，监控主机与钢丝绳滑动连接，在监控主机的下部设有行走模块；
8.摄像头，摄像头设置在监控主机的上方，在摄像头与监控主机之间设有升降模块；
9.标记模块，标记模块包括与摄像头固定连接的喷杆、与喷杆第一端连接的喷头、与喷杆第二端连接的外伸管、与外伸管连接的软管、与软管连接的油漆槽、设置在油漆槽内的泵。
10.进一步地，行走模块包括一对轮架、固定在轮架底部的轮板、与轮板转动连接的带轮、设置在成对的两个带轮之间的履带、设置在不同对的带轮之间的从动链轮、转动安装在轮架上的主动链轮、设置在主动链轮与从动链轮之间的链条。
11.进一步地，两轮架前后设置，主动链轮设置在两轮架之间，且两轮架之间通过连接杆固定连接在一起。
12.进一步地，升降模块为电动伸缩杆。
13.进一步地，在监控主机后侧设有导向模块，钢丝绳与导向模块滑动连接。
14.进一步地，导向模块包括与监控主机后侧壁铰接连接的卡箍、设置在卡箍与监控主机之间的固定螺栓，在卡箍上以及监控主机后侧壁均设有半圆孔，卡箍与监控主机接触后围成圆孔，钢丝绳穿过该圆孔。
15.进一步地，在卡箍上设有插板，插板插入监控主机内后，将固定螺栓穿入插板内。
16.进一步地，在升降模块的外侧设有外筒，外筒与升降模块之间相对转动连接，摄像头固定在外筒顶部，在外筒侧壁设有齿，外筒与齿轮啮合，齿轮由调整电机驱动转动。
17.进一步地，在监控主机上设有plc控制器，plc控制器控制调整电机、升降模块以及油漆槽内的泵的工作状态。
18.本发明的有益效果是：本发明提供的自走式玉米叶监控标记装置，可以吸收太阳能转化为电能储存，并能定时于玉米行间移动，获取每株玉米的图像，并将图像上传至远方监控室，供科研人员判断目前玉米植株的叶片数量。当玉米植株生出第六片叶子后，监控室可向监控主机发送信号，驱使监控主机在玉米行间移动，进而实现标记操作。整个监控标记过程，不需要科研人员经常至田间观察。
附图说明
19.图1为本发明在田间的俯视示意图；
20.图2为本发明在田间的正视示意图；
21.图3为监控主机的正视图；
22.图4为行走模块的正视图；
23.图5为行走模块的剖视图；
24.图6为导向模块的示意图；
25.图7为监控主机内升降模块与摄像头的装配示意图；
26.图8为在监控主机上设置标记模块的示意图；
27.图9为标记模块的示意图；
28.图10为外筒与齿轮装配示意图；
29.图中：1玉米，11第六片叶子，2第一固定杆，21太阳能电板组件，3第二固定杆，4钢丝绳，5监控主机，51轮架，52轮板，53连接杆，54带轮，55履带，56从动链轮，57主动链轮，58链条，6卡箍，61耳板，62插板，63固定螺栓，7摄像头，8升降模块，81外筒，82齿轮，83调整电机，84轴承，9喷杆，91喷嘴，92外伸管，93软管，94油漆槽。
具体实施方式
30.如图1至图10所示，本发明主要包括第一固定杆2、第二固定杆3、钢丝绳4和监控主机5，下面结合附图对本发明进行详细描述。
31.如图1、图2所示，玉米1播种于田间，播种时采用播种机进行播种，玉米植株之间的间距大致相当。在田间竖立有第一固定杆2和第二固定杆3，第一、第二固定杆的下部伸入土壤内进而与土壤固定连接。第一固定杆的高度大于第二固定杆，在第一固定杆的顶部设有太阳队电板组件21，通过太阳队电板组件21吸收太阳能进而储存电能。在第一固定杆与第
二固定杆之间设有钢丝绳4，钢丝绳处于拉直状态，钢丝绳与玉米种植行之间平行设置，钢丝绳的设置用于为监控主体的移动提供导向。
32.在第一、第二固定杆之间设有监控主机5，监控主机与钢丝绳之间滑动连接，使用时监控主机在钢丝绳的引导下做直线移动。监控主机设置在玉米与钢丝绳之间，在监控主机的后侧壁上设有导向模块，通过导向模块实现监控主机与钢丝绳之间的滑动连接。导向模块包括设置在监控主机后侧的卡箍6、设置在卡箍与监控主机之间的固定螺栓63，卡箍为半圆形结构，在卡箍与监控主机上均设有耳板61，两耳板之间铰接连接，进而实现卡箍与监控主机的铰接连接，在监控主机后侧壁以及卡箍上均设有半圆孔，卡箍与监控主机后侧壁接触后，卡箍与监控主机之间形成圆孔，钢丝绳置于该圆孔内，进而实现钢丝绳与监控主机之间的滑动连接。在卡箍端面设有插板62，插板用于插入监控主机后侧壁内，在插板与监控主机之间设置固定螺栓，实现卡箍与监控主机之间的固定连接。
33.在监控主机的下部设有行走模块，行走模块的设置用于驱动监控主机的移动。如图3至图5所示，行走模块包括一对前后设置的轮架51、设置在轮架底部的一对轮板52、将两轮架固定连接在一起的连接杆53、转动安装在轮板底部的带轮54、设置在成对的两个带轮之间的履带55、设置在前后两带轮之间且与带轮共轴设置的从动链轮56、转动安装在轮架上的主动链轮57、设置在主动链轮与从动链轮之间的链条58。主动链轮通过链条带动从动链轮的转动，进而带动带轮的转动，进而带动履带的运动，进而驱使监控主机的移动。主动链轮在行走电机的驱动下转动，监控主机上设有蓄电池，进而为行走电机供能。在行走模块的作用下，监控主机沿钢丝绳移动，在移动的过程中，通过设置在监控主机上的摄像头拍摄每株玉米的图像，并根据图像识别玉米植株的叶片数量。
34.如图7所示，在监控主机的上方设有摄像头7，在监控主机内侧固定有升降模块8，通过升降模块驱使摄像头的上下移动。升降模块可以为电动伸缩杆，使用时通过升降模块将电动伸缩杆举升至合适的高度位置，然后对玉米植株进行图像拍摄，拍摄图像后上传至远方监控室，以便于科研人员能够及时了解玉米植株叶片数量。摄像头每隔4小时工作一次，进行一次图像采集。
35.为实现对第六片叶子11的标记，如图8所示，在摄像头背部固定有喷杆9，喷杆为“l”形结构，喷杆的水平部分长度大于竖直部分长度，在喷杆的第一个末端设有喷嘴91，在喷杆的第二个末端设有外伸管92，外伸管与呈螺旋状的软管93连接，软管的下端置于油漆槽94内，油漆槽内的油漆经软管、外伸管、喷杆进入喷嘴内，经喷嘴喷出。油漆槽内设有泵，通过泵将油漆槽内的油漆泵入喷嘴内。油漆槽、泵、软管、外伸管、喷杆和喷嘴构成了标记模块。监控主机上设有plc控制器，通过plc控制器控制摄像头、调整电机以及水泵的工作状态。
36.使用时，通过摄像头先对玉米植株进行取像，并识别出第六片叶子，随后驱使喷杆旋转一定角度后，使得喷嘴置于第六片叶子上方，然后将油漆喷在第六片叶子上。为驱使喷杆的旋转，如图9、图10所示，在升降模块的外侧设有外筒81，外筒与升降模块之间设有轴承84，这样外筒相对升降模块转动。外筒的轴向尺寸与升降模块处于收缩状态时的长度大致相当，在外筒的外壁上设有齿，外筒与齿轮82啮合，齿轮在调整电机83的动作下转动。在升降模块的作用下驱使摄像头、喷杆上移，当喷杆置于合适高度位置后，调整电机动作驱使喷杆在水平面内旋转一定角度，直至喷嘴置于第六片叶子上方，然后通过标记模块执行标记
操作。
37.本发明可以吸收太阳能转化为电能储存，并能定时于玉米行间移动，获取每株玉米的图像，并将图像上传至远方监控室，供科研人员判断目前玉米植株的叶片数量。当玉米植株生出第六片叶子后，监控室可向监控主机发送信号，驱使监控主机在玉米行间移动，进而实现标记操作。